近日，中科院海洋所肖媛媛课题组孙普助理研究员在国际学术期刊Earth-Science Reviews（《地球科学评论》）发表了题为“Eastern China continental lithosphere thinning is a consequence of paleo-Pacific plate subduction: A review and new perspectives”的文章，揭示了太平洋板块俯冲对中国东部中生代以来岩石圈减薄和增生、岩浆活动、岩石圈与软流圈界面性质等的重要影响。 

　　以南北重力梯度带为界，中国东部在地势、地壳厚度、布格重力异常、岩石圈厚度均与西部存在巨大差异，这些差异被认为与中生代时期中国东部的岩石圈减薄有关。模拟表明，来自俯冲古太平洋板块的水加入刚性、干的古老大陆岩石圈地幔能够使其粘度降低1-2个数量级，转化为塑性的软流圈地幔，导致岩石圈地幔的减薄。岩石圈减薄导致逐渐变陡的地温梯度（高dT/dP），同时水的加入降低了橄榄岩的固相线，诱发了橄榄岩的部分熔融，解释了中生代时期广泛的岩浆活动。 

　　幔源熔体成分在~110Ma前后的截然不同、花岗质岩浆活动在~90Ma的停止以及90-40Ma期间稀少的火山活动暗示古太平洋板块俯冲在~90Ma时停止，导致的直接结果是上地幔中水含量的降低，软流圈顶部粘度增大并转化为岩石圈地幔，岩石圈发生底部增生、增厚。90-40Ma幔源熔体随年龄降低逐渐增大的FeO和Dy/Yb、逐渐降低的SiO₂/MgO和重稀土（如Lu）含量与这期间逐渐增大的熔体抽离深度和逐渐降低的部分熔融程度（即逐渐增大的岩石圈厚度）一致。 

　　现今中国东部之下的岩石圈-软流圈地幔交界（LAB）是角闪石脱水固相线，地温梯度线（~60mW/m²）与脱水固相线相交于~90km，与中国东部大部分地区80-100km的LAB深度一致；超过90km深度，富集挥发分和不相容元素的初始熔体出现，这解释了中国东部软流圈顶部地震波低速带（LVZ）的存在，同时也解释了中国东部新生代玄武岩的成分富集特征。

以重力梯度带为界（黑色虚线），中国东-西部在地势、地壳厚度、布格重力异常和岩石圈厚度的差异

模拟显示加水（10-200 ppm）降低岩石圈地幔粘度，使其转化为塑性的软流圈地幔，导致岩石圈减薄

中国东部之下的上地幔热动力学模型

90-40Ma玄武岩随年龄降低的成分变化

　　该研究由孙普助理研究员、郭鹏远副研究员和牛耀龄研究员共同完成。孙普和牛耀龄为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的共同资助。 

　　论文信息：Sun, P.^*, Guo, P. and Niu, Y.^*, 2021. Eastern China continental lithosphere thinning is a consequence of paleo-Pacific plate subduction: A review and new perspectives. Earth-Science Reviews. Online: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825221001811?via%3Dihub